KR20190116360A

KR20190116360A - 면진 지지 장치

Info

Publication number: KR20190116360A
Application number: KR1020197025998A
Authority: KR
Inventors: 오사무 고치야마; 유키히로 호소노; 겐타 나가히로
Original assignee: 오일레스고교 가부시키가이샤
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2018-04-18
Publication date: 2019-10-14
Also published as: JP2018179255A; TWI704303B; EP3614016A1; EP3614016A4; TW201842279A; WO2018194107A1; JP6853725B2

Abstract

면진 지지 장치(1)는, 교대로 적층된 복수의 탄성층(2) 및 강성층(3)에 더하여, 탄성층(2) 및 강성층(3)의 원통형의 외주면(4) 및 (5)을 피복한 원통형의 피복층(6)을 갖는 원통형의 적층체(7)와, 적층체(7)의 적층 방향(V)의 원환상의 상단면(8) 및 하단면(9)에 장착된 상판(10) 및 하판(11)과, 탄성층(2) 및 강성층(3)과 상판(10) 및 하판(11)으로 둘러싸여 있음과 아울러 상판(10)의 하면(12)으로부터 하판(11)의 상면(13)까지 적층 방향(V)으로 연장된 중공부(14)에, 상기 탄성층(2)의 내주면(15) 및 강성층(3)의 원통형의 내주면(16)과 상판(10)의 하면(12) 및 하판(11)의 상면(13)에 대해 간극 없이 배치된 진동 감쇠체로서의 납 플러그(17)를 구비하고 있다.

Description

면진 지지 장치

본 발명은, 2개의 구조물 사이에 배치되어 두 구조물 사이의 상대적인 수평 진동의 에너지를 흡수하여, 구조물에의 진동 가속도를 저감하기 위한 장치, 특히 지진 에너지를 감쇠하여 지진 입력 가속도를 저감하여, 건축물, 교량 등의 구조물의 손괴를 방지하는 면진 지지 장치에 관한 것이다.

교대로 적층된 탄성층 및 강성층과 이들 탄성층 및 강성층의 내주면으로 규정된 중공부를 갖는 적층체와, 이 적층체의 중공부에 배치된 납 플러그를 구비한 면진 지지 장치는 알려져 있다.

이러한 면진 지지 장치는, 구조물의 연직 하중을 적층체 및 납 플러그로 지지함과 아울러 지진에 기인하는 적층체의 적층 방향의 일단에 대한 구조물의 수평 방향의 진동을 납 플러그의 소성 변형(전단 변형)으로 감쇠시키는 한편, 마찬가지로 지진에 기인하는 적층체의 적층 방향의 일단의 수평 방향의 진동의 구조물에의 전달을 적층체의 탄성 변형(전단 변형)으로 억제하도록 되어 있다.

특허문헌 1: 일본공개특허 평9-105441호 공보 특허문헌 2: 일본공개특허 2009-8181호 공보 특허문헌 3: 일본공개특허 2013-217483호 공보

그런데, 이러한 면진 지지 장치에서는, 납 플러그를 얻기 위해 적층체의 중공부에 납이 압입, 충전되지만, 압입, 충전되어 적층체의 강성층 및 탄성층의 내주면으로 둘러싸인 납 플러그는, 탄성층의 탄성에 의해 부분적으로 밀려 되돌아가게 되는데, 이 되밀림에 의해 납 플러그에는 내압(內壓)이 발생한다.

이 발생한 납 플러그의 내압이 탄성층의 강성과의 관련에서 충분하지 않으면, 면진 지지 장치의 면진 동작에 있어서, 납 플러그의 외주면과 강성층 및 탄성층의 내주면의 사이에 간극이 발생하여, 납 플러그로 효과적으로 진동을 감쇠시킬 수 없게 될 우려가 생긴다.

이러한 문제는, 납 플러그에서 현저하게 발생하는 것이지만, 이러한 납 플러그에 한정하지 않고, 소성 변형으로 진동 에너지를 흡수하는 납, 주석 또는 비납계 저융점 합금 등의 감쇠 재료로 이루어지는 진동 감쇠체에서도 발생할 수 있다.

본 발명은, 상기 여러 가지 점을 감안하여 이루어진 것으로, 종래의 면진 지지 장치와 비교하여, 적층체의 중공부에 배치된 진동 감쇠체를 보다 간극 없이 구속할 수 있는 결과, 보다 안정적인 면진 특성을 얻을 수 있고, 또한 적층체의 탄성층 및 진동 감쇠체의 피로, 손괴를 회피할 수 있으며, 내구성 및 면진 효과와 제조성이 보다 우수한 면진 지지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 면진 지지 장치는, 교대로 적층된 탄성층 및 강성층을 갖는 적층체와, 적층체의 상단면 및 하단면에 장착된 상판 및 하판과, 탄성층 및 강성층과 상판 및 하판으로 둘러싸여 있음과 아울러 상판의 하면으로부터 하판의 상면까지 적층 방향으로 연장된 중공부에 배치된 진동 감쇠체를 구비하고 있음과 아울러 상판에 가해지는 적층 방향의 하중을 적층체 및 진동 감쇠체로 지지하도록 되어 있고, 지지하는 적층 방향의 하중에 기초한 진동 감쇠체로부터의 상판에의 면압(面壓)(Pr)과 그 하중에 기초한 적층체의 하중에 대한 수압(受壓)면에서의 면압(P0)의 비(Pr/P0)가 1.00 이상(비(Pr/P0)≥1.00)이 되고, 또한, 중공부에 배치된 진동 감쇠체의 부피(Vp)와 진동 감쇠체가 미(未)배치이며 적층체에 적층 방향의 하중이 가해진 상태에서의 중공부의 용적(Ve)의 비(Vp/Ve)가 1.02 이상(비(Vp/Ve)≥1.02)이 되도록 진동 감쇠체가 중공부에 배치되어 있다.

본 발명에 의한 면진 지지 장치는, 또한, 교대로 적층된 탄성층 및 강성층을 갖는 적층체와, 적층체의 상단면 및 하단면에 장착된 상판 및 하판과, 탄성층 및 강성층과 상판 및 하판으로 둘러싸여 있음과 아울러 상판의 하면으로부터 하판의 상면까지 적층 방향으로 연장된 중공부에 상기 탄성층 및 강성층과 상판 및 하판에 대해 간극 없이 배치된 진동 감쇠체를 구비하고 있음과 아울러 상판에 가해지는 적층 방향의 하중을 적층체 및 진동 감쇠체로 지지하도록 되어 있고, 지지하는 적층 방향의 하중에 기초한 진동 감쇠체로부터의 상판에의 면압(Pr)과 그 하중에 기초한 적층체의 하중에 대한 수압면에서의 면압(P0)의 비(Pr/P0)가 1.00 이상(비(Pr/P0)≥1.00)이 되고, 또한, 중공부에 배치된 진동 감쇠체의 부피(Vp)와 진동 감쇠체가 미배치이며 적층체에 적층 방향의 하중이 가해진 상태에서의 중공부의 용적(Ve)의 비(Vp/Ve)가 1.02 이상(비(Vp/Ve)≥1.02)이 되도록 진동 감쇠체가 중공부에 배치되어 있다.

본 발명에 의한 면진 지지 장치는, 나아가, 교대로 적층된 탄성층 및 강성층을 갖는 적층체와, 적층체의 상단면 및 하단면에 장착된 상판 및 하판과, 탄성층 및 강성층과 상판 및 하판으로 둘러싸여 있음과 아울러 상판의 하면으로부터 하판의 상면까지 적층 방향으로 연장된 중공부에 배치된 진동 감쇠체를 구비하고 있음과 아울러 상판에 가해지는 적층 방향의 하중을 적층체 및 진동 감쇠체로 지지함과 아울러 하판에 대한 상판의 적층 방향에 직교하는 방향의 진동을 진동 감쇠체의 소성 변형으로 감쇠시키는 한편, 하판의 적층 방향에 직교하는 방향의 진동의 상판에의 전달을 적층체의 전단 탄성 변형으로 억제하도록 되어 있고, 지지하는 적층 방향의 하중에 기초한 진동 감쇠체로부터의 상판에의 면압(Pr)과 그 하중에 기초한 적층체의 하중에 대한 수압면에서의 면압(P0)의 비(Pr/P0)가 1.00 이상(비(Pr/P0)≥1.00)이 되고, 또한, 중공부에 배치된 진동 감쇠체의 부피(Vp)와 진동 감쇠체가 미배치이며 적층체에 적층 방향의 하중이 가해진 상태에서의 중공부의 용적(Ve)의 비(Vp/Ve)가 1.02 이상(비(Vp/Ve)≥1.02)이 되도록 진동 감쇠체가 중공부에 배치되어 있다.

또한, 본 발명에 의한 면진 지지 장치는, 교대로 적층된 탄성층 및 강성층을 갖는 적층체와, 적층체의 상단면 및 하단면에 장착된 상판 및 하판과, 탄성층 및 강성층과 상판 및 하판으로 둘러싸여 있음과 아울러 상판의 하면으로부터 하판의 상면까지 적층 방향으로 연장된 중공부에 상기 탄성층 및 강성층과 상판 및 하판에 대해 간극 없이 배치된 진동 감쇠체를 구비하고 있음과 아울러 상판에 가해지는 적층 방향의 하중을 적층체 및 진동 감쇠체로 지지함과 아울러 하판에 대한 상판의 적층 방향에 직교하는 방향의 진동을 진동 감쇠체의 소성 변형으로 감쇠시키는 한편, 하판의 적층 방향에 직교하는 방향의 진동의 상판에의 전달을 적층체의 전단 탄성 변형으로 억제하도록 되어 있고, 지지하는 적층 방향의 하중에 기초한 진동 감쇠체로부터의 상판에의 면압(Pr)과 그 하중에 기초한 적층체의 하중에 대한 수압면에서의 면압(P0)의 비(Pr/P0)가 1.00 이상(비(Pr/P0)≥1.00)이 되고, 또한, 중공부에 배치된 진동 감쇠체의 부피(Vp)와 진동 감쇠체가 미배치이며 적층체에 적층 방향의 하중이 가해진 상태에서의 중공부의 용적(Ve)의 비(Vp/Ve)가 1.02 이상(비(Vp/Ve)≥1.02)이 되도록 진동 감쇠체가 중공부에 배치되어 있다.

본 발명은, 지지하는 구조물로부터 상판에 가해진 하중(연직 하중)으로 탄성층이 적층 방향(연직 방향)에서 압축되어 중공부의 높이(적층 방향의 길이)가 낮아(짧아)지면, 진동 감쇠체가 탄성층의 내주면을 압압하여 부분적으로 탄성층에 적층 방향에 직교하는 방향(수평 방향, 즉 전단 방향)으로 돌출되고, 이 돌출에 기초하여, 바꾸어 말하면, 진동 감쇠체에 의한 탄성층의 내주면에의 압압에 기인하는 탄성층의 탄성 반력에 기초하여 진동 감쇠체에 발생하는 내압으로서 진동 감쇠체로부터의 상판에의 면압(Pr)과 그 하중에 기초한 적층체의 하중에 대한 수압면에서의 면압(P0)의 비(Pr/P0) 및 중공부에 배치된 진동 감쇠체의 부피(Vp)와 중공부에 진동 감쇠체를 배치하기 전이며 적층체에 적층 방향의 하중을 가한 상태에서의 중공부(이하, 축소 중공부라고 함)의 용적(Ve)의 비(Vp/Ve)가 각각 일정한 관계가 되어 진동 감쇠체가 중공부에 배치되는 면진 지지 장치에서는, 진동 감쇠체가 적층체에 대해 보다 간극 없이 구속될 수 있고, 게다가, 내구성 및 면진 효과와 제조성이 특히 우수하다는 지견에 기초하여 이루어진 것이다.

이러한 지견에 기초한 본 발명의 면진 지지 장치에서는, 비(Pr/P0)가 1.00 이상(비(Pr/P0)≥1.00), 바람직하게는, 1.00을 초과하도록(비(Pr/P0)>1.00), 보다 바람직하게는, 1.09 이상(비(Pr/P0)≥1.09), 보다 더 바람직하게는, 2.02 이상(비(Pr/P0)≥2.02), 가장 바람직하게는, 2.50 이상(비(Pr/P0)≥2.50)이 되도록, 게다가, 비(Vp/Ve)가 1.02 이상(비(Vp/Ve)≥1.02)이 되도록, 바람직하게는, 1.07 이하(비(Pr/P0)≤1.07)가 되도록, 진동 감쇠체가 중공부에 배치되어 있으면, 비(Pr/P0)가 1.00보다 작은 한편, 비(Vp/Ve)가 1.02 이상 또는 비(Vp/Ve)가 1.02보다 작은 한편, 비(Pr/P0)가 1.00 이상이 되도록 진동 감쇠체가 중공부에 배치되어 있는 경우와 비교하여, 적층 방향에 직교하는 방향의 적층체의 전단 탄성 변형에서도, 중공부에 배치된 진동 감쇠체를 보다 간극 없이 탄성층 및 강성층과 상판 및 하판으로 구속할 수 있는 결과, 보다 안정적인 면진 특성을 얻을 수 있고, 또한 탄성층 및 진동 감쇠체의 피로, 손괴를 더욱 회피할 수 있으며, 내구성 및 면진 효과와 제조성이 보다 우수한 면진 지지 장치를 제공할 수 있다.

축소 중공부의 용적(Ve)은, 적층체에 가해지는 연직 방향 하중인 탄성층과 강성층의 적층 방향의 하중에 의해, 바꾸어 말하면, 면진 지지 장치가 지지하는 구조물의 중량에 의해 증감하고, 또한, 축소 중공부의 용적(Ve)에 대해 1.00배를 초과하는 부피의 진동 감쇠체가 배치된 상태에서의 중공부의 용적과도 다르다.

그런데, 비(Pr/P0)가 1.00보다 작고(비(Pr/P0)<1.00), 또한, 비(Vp/Ve)가 1.02보다 작게(Vp/Ve<1.02) 되도록 진동 감쇠체를 중공부에 배치한 경우에는, 비(Pr/P0)가 1.00보다 작은 한편, 비(Vp/Ve)가 1.02 이상 또는 비(Vp/Ve)가 1.02보다 작은 한편, 비(Pr/P0)가 1.00 이상이 되도록 진동 감쇠체를 중공부에 배치한 경우와 비교하여, 중공부를 규정하는 탄성층 및 강성층과 상판 및 하판과, 이들에 접하는 진동 감쇠체의 외주면의 사이에 간극이 보다 발생하기 쉬워지고, 따라서 면진 지지 장치의 작동 중에, 즉 면진 지지 장치에 반복하여 횡방향 힘이 가해지고 있는 동안에, 용이하게 적층체의 내주면과 진동 감쇠체의 외주면의 사이에 간극이 발생하여, 불안정한 면진 특성을 나타내게 된다. 이는, 진동 감쇠체가 적층체에 적어도 전단 방향(수평 방향)에서 간극 없이 구속되지 않아, 진동 감쇠체에 전단 변형 이외의 변형을 일으키는 것에 의한 것으로 추측된다.

한편, 진동 감쇠체를 축소 중공부의 용적(Ve)의 1.12배보다 많이(비(Vp/Ve)>1.12) 배치한 경우 또는 비(Pr/P0)가 5.90보다 큰(비(Pr/P0)>5.90) 경우에는, 진동 감쇠체가 크게 탄성층에 파고들어, 탄성층에서의 적층체의 내주면이 과도하게 오목면이 되고, 이 부위의 근방에서의 탄성층과 강성층 사이의 전단 응력이 너무 커지며, 이와 같이 과도하게 전단 응력이 발생한 상태이면, 탄성층의 열화를 앞당겨 내구성이 떨어지게 되는 데다가, 진동 감쇠체를 축소 중공부의 용적의 1.12배보다 많이 압입하려면 또는 비(Pr/P0)가 5.90보다 큰 면진 지지 장치를 제조하려면, 진동 감쇠체의 중공부에의 압입력을 매우 크게 해야 하는 데다가, 압입에 의해 적층체의 탄성층을 손괴해 버릴 우려가 있고, 면진 지지 장치의 제조가 곤란한 것도 알 수 있었다.

본 발명에 있어서, 진동 감쇠체는, 바람직한 예에서는, 소성 변형으로 진동 에너지를 흡수하는 감쇠 재료로 이루어지고, 이러한 감쇠 재료는, 납, 주석 또는 비납계 저융점 합금(예를 들어, 주석-아연계 합금, 주석-비스무스계 합금 및 주석-인듐계 합금에서 선택되는 주석 함유 합금으로, 구체적으로는, 주석 42~43중량% 및 비스무스 57~58중량%를 포함한 주석-비스무스 합금 등)으로 이루어져 있어도 된다.

본 발명에 있어서, 상판 및 적층 방향에서 최상위의 강성층에 관해, 바람직한 예에서는, 상판은, 상부 관통공을 가진 상부 플랜지판과, 이 상부 관통공에서 상부 플랜지판에 고착된 상부 폐색판을 구비하며, 진동 감쇠체의 적층 방향의 상단면은, 상부 폐색판의 적층 방향의 하단면에 간극 없이 접촉되어 있고, 진동 감쇠체의 적층 방향의 상단부의 외주면은, 상부 관통공을 규정하는 상부 플랜지판의 내주면에 간극 없이 접촉되어 있으며, 다른 바람직한 예에서는, 적층 방향에서 최상위의 강성층은, 그 상면에서 개구되어 있음과 아울러 적층 방향에서의 중공부의 상부의 지름보다 큰 지름을 가지고 그 중공부의 상부에 연통한 제1 오목부를 가지며, 상판은, 그 하면에서 개구되어 있음과 아울러 제1 오목부의 지름과 동일한 지름을 가지고 적층 방향에서 제1 오목부에 대면한 제2 오목부를 가진 상부 플랜지판과, 이 제2 오목부에서 상부 플랜지판에 끼워 장착되어 있는 한편, 제1 오목부에서 최상위의 강성층에 끼워 장착되어 있는 상부 전단 키를 구비하고, 진동 감쇠체의 적층 방향의 상단부의 외주면은, 중공부의 상부를 규정하는 최상위의 강성층의 내주면에 간극 없이 접촉되어 있다.

본 발명에 있어서, 하판 및 적층 방향에서 최하위의 강성층에 관해, 바람직한 예에서는, 하판은, 하부 관통공을 가진 하부 플랜지판과, 이 하부 관통공에서 하부 플랜지판에 고착된 하부 폐색판을 구비하며, 진동 감쇠체의 적층 방향의 하단면은, 하부 폐색판의 적층 방향의 상단면에 간극 없이 접촉되어 있고, 진동 감쇠체의 적층 방향의 하단부의 외주면은, 하부 관통공을 규정하는 하부 플랜지판의 내주면에 간극 없이 접촉되어 있으며, 다른 바람직한 예에서는, 적층 방향에서 최하위의 강성층은, 그 하면에서 개구되어 있음과 아울러 적층 방향에서의 중공부의 하부의 지름보다 큰 지름을 가지고 그 중공부의 하부에 연통한 제3 오목부를 가지며, 하판은, 그 상면에서 개구되어 있음과 아울러 제3 오목부의 지름과 동일한 지름을 가지고 적층 방향에서 제3 오목부에 대면한 제4 오목부를 가진 하부 플랜지판과, 이 제4 오목부에서 하부 플랜지판에 끼워 장착되어 있는 한편, 제3 오목부에서 최하위의 강성층에 끼워 장착되어 있는 하부 전단 키를 구비하고, 진동 감쇠체의 적층 방향의 하단부의 외주면은, 중공부의 하부를 규정하는 최하위의 강성층의 내주면에 간극 없이 접촉되어 있다.

상부 플랜지판 및 하부 플랜지판은, 외연(外緣)이 원형 혹은 타원형이어도 되고, 그 대신에, 외연이 직사각형 혹은 사각형이어도 된다.

본 발명에서는, 탄성층의 소재로서는, 천연고무, 실리콘 고무, 고감쇠 고무, 우레탄 고무 또는 클로로프렌 고무 등을 들 수 있지만, 바람직하게는 천연고무이고, 탄성층의 각 층은, 바람직하게는, 무부하 상태(지지하는 적층 방향의 하중이 상판에 가해지지 않은 상태)에서 1mm~30mm 정도의 두께를 가지지만, 이에 한정되지 않으며, 또한, 강성층의 소재로서는, 강판, 탄소 섬유, 유리 섬유 혹은 아라미드 섬유 등의 섬유 보강 합성 수지판 또는 섬유 보강 경질 고무판 등을 들 수 있고, 강성층의 각 층은, 1mm~6mm 정도의 두께를 가져도 되며, 또한, 최상위 및 최하위의 강성층은, 10mm~50mm 정도의 두께를 가져도 되지만, 이들에 한정되지 않고, 또한, 탄성층 및 강성층은, 그 층수에서도 특별히 한정되지 않고, 지지하는 구조물의 하중, 전단 변형량(수평 방향 변형량), 탄성층의 탄성률, 예측되는 구조물에의 진동 가속도 및 진동 주기의 크기의 관점에서, 안정적인 면진 특성을 얻기 위해, 탄성층 및 강성층의 재질 및 층수를 결정하면 된다.

또한, 본 발명에서는, 탄성체 및 진동 감쇠체는, 원환상체 및 원기둥형상체가 바람직하지만, 다른 형상의 것, 예를 들어 타원 혹은 사각형체 및 타원 혹은 사각형체의 것이어도 되고, 중공부는, 하나여도 되지만, 그 대신에, 면진 지지 장치는, 복수의 중공부를 가져도 되고, 이 복수의 중공부에 각각 진동 감쇠체를 배치하여 면진 지지 장치를 구성해도 되며, 이들 복수의 중공부 각각에 관해, 비(Pr/P0) 및 비(Vp/Ve)가 동일할 필요는 없고, 비(Pr/P0) 및 비(Vp/Ve)가 각각 달라도 되며, 또한, 이들 복수의 중공부 각각에 관해 비(Pr/P0) 및 비(Vp/Ve)가 상기와 같이 1.00 이상 및 1.02 이상인 것이 바람직하지만, 복수의 중공부의 일부에 관해서만 비(Pr/P0) 및 비(Vp/Ve)가 1.00 이상 및 1.02 이상이어도 된다.

본 발명의 바람직한 예에서는, 강성층은, 적층체에서의 그 각 단면측에 각각 배치된 두꺼운(厚肉) 강성판(剛性板)을 구비하며, 진동 감쇠체의 일단부는, 한쪽의 두꺼운 강성판의 내주면에 의해 규정된 중공부의 일단부에 밀(密)하게 배치되어 있고, 진동 감쇠체의 타단부는, 다른 쪽의 두꺼운 강성판의 내주면에 의해 규정된 중공부의 타단부에 밀하게 배치되어 있다.

본 발명에 의하면, 적층체의 중공부에 배치된 진동 감쇠체를 소정의 간극 없이 구속할 수 있는 결과, 안정적인 면진 특성을 얻을 수 있고, 또한 적층체의 탄성층 및 진동 감쇠체의 피로, 손괴를 회피할 수 있으며, 내구성 및 면진 효과와 제조성이 특히 우수한 면진 지지 장치를 제공할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 바람직한 실시형태의 예의 도 2의 I-I선 단면 설명도이다.
도 2는, 도 1에 도시된 예의 일부 단면 평면 설명도이다.
도 3은, 도 1에 도시된 예의 일부 확대 단면 설명도이다.
도 4는, 본 발명의 바람직한 실시예 1의 수평 변위와 수평 응력의 이력 특성의 시험 결과 설명도이다.
도 5는, 본 발명의 바람직한 실시예 2의 수평 변위와 수평 응력의 이력 특성의 시험 결과 설명도이다.
도 6은, 본 발명의 바람직한 실시예 3의 수평 변위와 수평 응력의 이력 특성의 시험 결과 설명도이다.
도 7은, 비교예 1의 수평 변위와 수평 응력의 이력 특성의 시험 결과 설명도이다.
도 8은, 비교예 2의 수평 변위와 수평 응력의 이력 특성의 시험 결과 설명도이다.

이하, 본 발명 및 그 실시형태를, 도면에 도시된 바람직한 구체예에 기초하여 설명한다. 또, 본 발명은 본 구체예에 전혀 한정되지 않는 것이다.

도 1부터 도 3에 도시된 본 예의 면진 지지 장치(1)는, 교대로 적층된 복수의 탄성층(2) 및 강성층(3)에 더하여, 탄성층(2) 및 강성층(3)의 원통형의 외주면(4 및 5)을 피복한 원통형의 피복층(6)을 갖는 원통형의 적층체(7)와, 적층체(7)의 적층 방향(본 예에서는, 연직 방향이기도 함)(V)의 원환상의 상단면(8) 및 하단면(9)에 장착된 상판(10) 및 하판(11)과, 탄성층(2) 및 강성층(3)과 상판(10) 및 하판(11)으로 둘러싸여 있음과 아울러 상판(10)의 하면(12)으로부터 하판(11)의 상면(13)까지 적층 방향(V)으로 연장된 중공부(14)에, 상기 탄성층(2)의 내주면(15) 및 강성층(3)의 원통형의 내주면(16)과 상판(10)의 하면(12) 및 하판(11)의 상면(13)에 대해 간극 없이 배치된 진동 감쇠체로서의 납 플러그(17)를 구비하고 있다.

두께(t1)=2.5mm의 천연고무제의 원환상의 고무판으로 이루어지는 탄성층(2) 각각은, 적층 방향(V)에서 대면하는 강성층(3)의 적층 방향(V)의 상면 및 하면에 가황 접착되어 있다.

강성층(3)에 있어서, 적층 방향(V)에서 최상위 및 최하위의 강성층(3) 각각은, 두께(t2)=20mm의 원환상의 서로 동일한 강판으로 이루어지고, 최상위의 강성층(3)은, 그 상면(21)에서 개구되어 있음과 아울러 원통형의 내주면(22)으로 규정된 오목부(23)와, 마찬가지로 상면(21)에서 개구되어 있음과 아울러 원주 방향(R)에서 등각도 간격으로 배치된 복수개의 나사 구멍(24)을 가지며, 적층 방향(V)에서의 중공부(14)의 상부(25)를 규정하는 최상위의 강성층(3)의 내주면(16)의 지름보다 큰 지름을 가진 내주면(22)으로 규정된 오목부(23)는, 그 중공부(14)의 상부(25)에 연통하고, 최하위의 강성층(3)은, 그 하면(26)에서 개구되어 있음과 아울러 내주면(22)과 동일 지름의 원통형의 내주면(27)으로 규정된 오목부(28)와, 마찬가지로 하면(26)에서 개구되어 있음과 아울러 원주 방향(R)에서 등각도 간격으로 배치된 복수개의 나사 구멍(29)을 가지며, 적층 방향(V)에서의 중공부(14)의 하부(30)를 규정하는 최하위의 강성층(3)의 내주면(16)의 지름보다 큰 지름을 가진 내주면(27)으로 규정된 오목부(28)는, 그 중공부(14)의 하부(30)에 연통하고, 적층 방향(V)에서 최상위의 강성층(3)과 최하위의 강성층(3)의 사이에 배치된 강성층(3) 각각은, 최상위 및 최하위의 강성층(3)보다 얇은 두께(t3)=1.6mm의 원환상의 서로 동일한 강판으로 이루어진다.

두께 5mm 정도이며 탄성층(2)과 동일한 천연고무로 이루어짐과 아울러 원통형의 외주면(31)과 원환상의 상단면(32) 및 하단면(33)을 가진 피복층(6)은, 그 원통형의 내주면(34)에서 외주면(4 및 5)에 가황 접착되어 있다.

상판(10)은, 오목부(23)의 지름과 동일한 지름을 가지고 적층 방향(V)에서 오목부(23)에 대면한 오목부(41)를 하면(42)에 가진 원판형의 상부 플랜지판(43)과, 오목부(41)에서 상부 플랜지판(43)에 끼워 장착되어 있는 한편, 오목부(23)에서 최상위의 강성층(3)에 끼워 장착되어 있음과 아울러 원형의 하면(44)을 가진 상부 전단 키(45)를 구비하고, 원통형의 외주면(46)을 가진 상부 플랜지판(43)은, 오목부(41)에 더하여, 적층 방향(V)에서 복수개의 나사 구멍(24)에 대응하여 원주 방향(R)에서 등각도 간격으로 배치된 복수개의 관통공(47)과, 외주면(46)의 근방에 원주 방향(R)에서 등각도 간격으로 배치된 복수개의 관통공(48)을 가지며, 관통공(47) 각각에 삽입되어 나사 구멍(24) 각각에서 최상위의 강성층(3)에 나사맞춤된 볼트(49)를 개재하여 최상위의 강성층(3)에 고정되는 한편, 지지하는 상부의 구조물에 관통공(48)에 삽입되는 앵커 볼트를 개재하여 고정되도록 되어 있다.

그리고, 상부 플랜지판(43)과 상부 전단 키(45)를 구비한 상판(10)의 하면(12)은, 하면(42)과 하면(44)으로 이루어지며, 상면(21)과 상단면(32)으로 이루어지는 상단면(8)은, 하면(12)에서의 하면(42)에 간극 없이 접촉되어 있고, 납 플러그(17)는, 그 원형의 상단면(51)에서 하면(12)에서의 하면(44)에 간극 없이 접촉되어 있으며, 상부(25)에 배치된 납 플러그(17)의 적층 방향(V)의 상단부(52)의 외주면(53)은, 최상위의 강성층(3)의 내주면(16)에 간극 없이 접촉되어 있다.

하판(11)은, 오목부(28)의 지름과 동일한 지름을 가지고 적층 방향(V)에서 오목부(28)에 대면한 오목부(61)를 상면(62)에 가진 원판형의 하부 플랜지판(63)과, 오목부(61)에서 하부 플랜지판(63)에 끼워 장착되어 있는 한편, 오목부(28)에서 최하위의 강성층(3)에 끼워 장착되어 있음과 아울러 원형의 상면(64)을 가진 하부 전단 키(65)를 구비하고, 원통형의 외주면(66)을 가진 하부 플랜지판(63)은, 오목부(61)에 더하여, 적층 방향(V)에서 복수개의 나사 구멍(29)에 대응하여 원주 방향(R)에서 등각도 간격으로 배치된 복수개의 관통공(67)과, 외주면(66)의 근방에 원주 방향(R)에서 등각도 간격으로 배치된 복수개의 관통공(68)을 가지며, 관통공(67) 각각에 삽입되어 나사 구멍(29) 각각에서 최하위의 강성층(3)에 나사맞춤된 볼트(69)를 개재하여 최하위의 강성층(3)에 고정되는 한편, 놓이는 하부의 구조물에 관통공(68)에 삽입되는 앵커 볼트를 개재하여 고정되도록 되어 있다.

그리고, 하부 플랜지판(63)과 하부 전단 키(65)를 구비한 하판(11)의 상면(13)은, 상면(62)과 상면(64)으로 이루어지며, 하면(26)과 하단면(33)으로 이루어지는 하단면(9)은, 상면(13)에서의 상면(62)에 간극 없이 접촉되어 있고, 납 플러그(17)는, 그 원형의 하단면(71)에서 상면(13)에서의 상면(64)에 간극 없이 접촉되어 있으며, 하부(30)에 배치된 납 플러그(17)의 적층 방향(V)의 하단부(72)의 외주면(73)은, 최하위의 강성층(3)의 내주면(16)에 간극 없이 접촉되어 있다.

소성 변형으로 진동 에너지를 흡수하는 감쇠 재료로서 순도 99.9% 이상의 순수도를 가진 납으로 이루어지는 납 플러그(17)는, 하면(44), 내주면(15, 16) 및 상면(64)에 의해 규정된 중공부(14)에 압입, 충전되어 있고, 이러한 압입, 충전에 의해 납 플러그(17)는, 지지하는 상부의 구조물로부터의 적층 방향(V)의 하중(W)이 상판(10)에 가해지지 않은 상태(무하중 하)에서도, 상기 하면(44), 외주면(4, 5) 및 상면(64)에 대해 간극 없이 배치되어 있음과 아울러 탄성층(2)의 탄성력에 저항하여 탄성층(2)으로 향하여 수평 방향(전단 방향)(H)으로 돌출되어 탄성층(2)에 약간 파고들어, 탄성층(2)의 내주면(15)을 오목면(81)으로 하는 결과, 내주면(15 및 16)으로 이루어지는 적층체(7)의 내주면(82)은, 상기 탄성층(2)의 내주면(15)의 위치에서 오목면(81)으로 되어 있는 한편, 강성층(3)의 위치에서 볼록면(83)으로 되어 있고, 지지하는 상부의 구조물로부터의 적층 방향(V)의 하중(W)이 상판(10)에 가해진 상태(하중 하)에서는, 탄성층(2)이 적층 방향(V)에서 압축되어 탄성층(2)의 두께(t1)가 2.5mm보다 작아지고 면진 지지 장치(1)의 높이(h)가 낮아지는 결과, 중공부(14)에 압입, 충전된 납 플러그(17)는, 탄성층(2)의 탄성력에 저항하여 상기 탄성층(2)에 의해 수평 방향(H)으로 돌출되어 탄성층(2)에 파고들어, 탄성층(2)의 내주면(15)을 보다 크게 수평 방향(전단 방향)(H)으로 오목한 오목면(81)으로 한다.

납 플러그(17)는, 지지하는 상부의 구조물로부터의 적층 방향(V)의 하중(적층 방향(V)의 하향의 힘)(W)이 상판(10)에 가해진 상태에서의 납 플러그(17)로부터의 상판(10)의 상부 전단 키(45)에의 반력(적층 방향(V)의 상향의 힘)(Fr)에 의한 면압(Pr)(=Fr/Sr(납 플러그(17)의 상단면(51)의 면적): N/㎡, 단 N은 뉴턴, 이하 동일)과 그 하중(W)에 의한 적층체(7)의 수압면에서의 면압(P0)(=W/S0(적층체(7)의 하중(W)에 대한 수압 면적): N/㎡)의 비(Pr/P0)가 1.00 이상이 되고, 또한, 납 플러그(17)의 부피(Vp)와 납 플러그(17)가 미배치이며 적층체(7)에 적층 방향(V)의 하중(W)이 가해진 상태에서의 중공부(14)의 용적(Ve)의 비(Vp/Ve)가 1.02 이상이 되도록, 중공부(14)에 밀하게 배치되어 있다.

이상의 면진 지지 장치(1)는, 하부 플랜지판(63)이 관통공(68)에 삽입된 앵커 볼트를 개재하여 하부의 구조물에, 상부 플랜지판(43)이 관통공(48)에 삽입된 앵커 볼트를 개재하여 상부의 구조물에 각각 고정되어 하부 및 상부의 구조물 사이에 배치되고, 상부의 구조물의 하중(W)을 받아, 상판(10)에 가해지는 적층 방향(V)의 하중(W)을 적층체(7) 및 납 플러그(17)로 지지함과 아울러 하판(11)에 대한 상판(10)의 수평 방향(H)의 진동을 납 플러그(17)의 소성 변형으로 감쇠시키는 한편, 하판(11)의 수평 방향(H)의 진동의 상판(10)에의 전달을 적층체(7)의 수평 방향(H)의 전단 탄성 변형으로 억제하도록 되어 있다.

면진 지지 장치(1)를 제조하는 경우에는, 우선, 탄성층(2)이 되는 원환상의 두께(t1)=2.5mm의 복수개의 고무판과 최상위 및 최하위의 강성층(3) 사이의 강성층(3)이 되는 원환상의 두께(t3)=1.6mm의 복수개의 강판을 교대로 적층하여, 그 하면 및 상면에 최상위 및 최하위의 강성층(3)이 되는 원환상의 두께(t2)=20mm의 강판을 배치하고, 형 내에서의 가압 하에서의 가황 접착 등에 의해 이들을 서로 고정하여 이루어지는 적층체(7)를 형성하며, 그 후, 볼트(69)를 개재하여 하부 전단 키(65) 및 하부 플랜지판(63)으로 이루어지는 하판(11)을 최하위의 강성층(3)에 고정하고, 다음에, 납 플러그(17)가 미배치이며 적층체(7)에 적층 방향(V)의 하중(W)이 가해진 상태에서의 중공부(14)의 용적(Ve)을 계량하며, 이 계량 후, 납 플러그(17)를 중공부(14)에 형성하기 위해, 1.02×Ve 이상의 부피(Vp)를 가진 순도 99.9% 이상의 납을 중공부(14)에 압입한다. 납의 압입은, 납 플러그(17)가 적층체(7)에 의해 중공부(14)에서 간극 없이 구속되도록, 납을 중공부(14)에 유압 램 등에 의해 밀어넣어 행하고, 납의 압입 후, 볼트(49)를 개재하여 상부 플랜지판(43)과 상부 전단 키(45)로 이루어지는 상판(10)을 최상위의 강성층(3)에 고정한다. 또, 형 내에서의 가압 하에서의 가황 접착에 의한 적층체(7)의 형성에 있어서, 탄성층(2) 및 강성층(3)의 외주면(4 및 5)을 덮어 피복층(6)이 되는 고무 시트를 외주면(4 및 5)에 감고, 이 가황 접착과 동시에, 탄성층(2) 및 강성층(3)의 외주면(4 및 5)에 가황 접착된 피복층(6)을 형성해도 된다. 또한 이러한 형성에 있어서, 탄성층(2)이 되는 고무판의 내주측의 일부가 유동하여, 강성층(3)의 내주면(16)을 덮어, 피복층(6)의 두께 2mm보다 충분히 얇은 피복층이 형성되어도 된다.

제조된 면진 지지 장치(1)가 면압(Pr)과 면압(P0)의 비(Pr/P0)가 1.00 이상임을 확인하기 위해, 바꾸어 말하면, 면압(Pr)과 면압(P0)의 비(Pr/P0)가 1.00 이상인 면진 지지 장치(1)를 제조하기 위해, 상부 플랜지판(43)과 상부 전단 키(45)에 상당함과 아울러 오목부(41) 및 오목부(23)에 끼워 장착된 상부 전단 키(45)보다 얇은 임시의 상부 전단 키와의 사이에 로드 셀(압력 센서)을 개재시켜, 로드 셀로부터의 리드선을 상부 플랜지판(43)에 형성된 세공(細孔)으로부터 도출하여, 상판(10)에 본 면진 지지 장치(1)로 지지할 예정인 하중(W)을 가한 상태에서 이 도출된 리드선의 전기 신호를 측정하여, 이 측정한 전기 신호로부터 면압(Pr)을 검출하고, 이 검출한 면압(Pr)과 면압(P0)으로부터 비(Pr/P0)를 구하여, 비(Pr/P0)가 1.00 이상인 경우에는, 상판(10)에의 하중(W)의 부하를 해제하여 상부 플랜지판(43)을 분리하고, 임시의 상부 전단 키를 상부 전단 키(45)로 교체하며, 다시 상부 플랜지판(43)을 최상위의 강성층(3)에 볼트(49)를 개재하여 고정하고, 비(Pr/P0)가 1.00보다 작은 경우에는, 상판(10)에의 본 면진 지지 장치(1)로 지지할 예정인 하중(W)의 부하를 해제하여 상부 플랜지판(43) 및 임시의 상부 전단 키를 분리하고, 중공부(14)에 추가 납을 압입한다. 추가 납의 중공부(14)에의 압입은, 추가 납을 중공부(14)의 상부에 유압 램 등에 의해 밀어넣어 행한다. 추가 납의 중공부(14)에의 압입 후, 상부 플랜지판(43)과 임시의 상부 전단 키와, 상부 플랜지판(43) 및 임시의 상부 전단 키 사이의 로드 셀(압력 센서)을 최상위의 강성층(3)에 볼트(49)를 개재하여 고정하고, 로드 셀로부터의 전기 신호에 기초한 면압(Pr)과 면압(P0)으로부터 비(Pr/P0)를 구하여, 비(Pr/P0)가 1.00 이상인 경우에는, 상기와 마찬가지로 하여 임시의 상부 전단 키 대신에 상부 전단 키(45)와 상부 플랜지판(43)을 최상위의 강성층(3)에 볼트(49)를 개재하여 고정하는 한편, 비(Pr/P0)가 1.00보다 작은 경우에는, 비(Pr/P0)가 1.00 이상이 될 때까지, 이상의 추가 납의 중공부(14)에의 압입을 반복한다.

또, 비(Pr/P0)가 1.00 이상이 되는 경우에는, 무하중(W=0)에서 탄성층(2)의 내주면(15)이 오목면(81)으로 변형되지 않아도 된다.

이렇게 하여 제조된 면진 지지 장치(1)에서는, 면압(Pr)과 면압(P0)의 비(Pr/P0)가 1.00 이상이고, 부피(Vp)와 용적(Ve)의 비(Vp/Ve)가 1.02 이상이기 때문에, 비(Pr/P0)가 1.00보다 작고(비(Pr/P0)<1.00), 또한, 비(Vp/Ve)가 1.02보다 작게(Vp/Ve<1.02) 되도록 진동 감쇠체를 중공부에 배치한 경우는 물론, 비(Pr/P0)가 1.00보다 작은 한편, 비(Vp/Ve)가 1.02 이상 또는 비(Vp/Ve)가 1.02보다 작은 한편, 비(Pr/P0)가 1.00 이상이 되도록 납 플러그(17)를 중공부(14)에 배치한 경우와 비교하여, 중공부(14)에 배치된 납 플러그(17)를 보다 간극 없이 탄성층(2) 및 강성층(3)과 상판(10) 및 하판(11)으로 구속할 수 있는 결과, 보다 안정적인 면진 특성을 얻을 수 있고, 또한 탄성층(2) 및 납 플러그(17)의 피로, 손괴를 회피할 수 있으며, 특히 우수한 내구성 및 면진 효과와 제조성을 얻을 수 있다.

실시예 1, 2 및 3의 면진 지지 장치(1)

탄성층(2): 두께(t1)=2.5mm, 외주면(4)의 지름(외경)=250mm, 변형 전의 원통형의 내주면(15)의 지름(내경)=50mm이며, 전단 탄성률=G4의 천연고무로 이루어지는 원환상의 고무판을 20장 사용

최상위 및 최하위의 강성층(3): 각각 두께(t2)=20mm, 외주면(5)의 지름(외경)=250mm, 내주면(16)의 지름(내경)=50mm의 강판을 사용

오목부(23 및 28) 각각의 깊이=10mm

최상위 및 최하위의 강성층(3) 사이의 강성층(3): 두께(t3)=1.6mm, 외주면(5)의 지름(외경)=250mm, 내주면(16)의 지름(내경)=50mm의 강판을 19장 사용

피복층(6): 두께=5mm

납 플러그(17): 면진 지지 장치(1)에 있어서, 지지하는 하중(W)=801kN에 대해, 실시예 1에서는, 비(Pr/P0)=1.78 및 비(Vp/Ve)=1.03이 되도록, 실시예 2에서는, 비(Pr/P0)=2.03 및 비(Vp/Ve)=1.04가 되도록, 그리고, 실시예 3에서는, 비(Pr/P0)=2.40 및 비(Vp/Ve)=1.06이 되도록, 중공부(14)에 납을 각각 충전하여 납 플러그(17)를 형성하였다.

비교예 1 및 2의 면진 지지 장치

지지하는 하중(W)=801kN에 대해, 비교예 1에서는, 비(Pr/P0)=0.55 및 비(Vp/Ve)=0.98이 되도록, 그리고, 비교예 2에서는, 비(Pr/P0)=1.04 및 비(Vp/Ve)=1.00이 되도록, 중공부(14)에 납을 각각 충전하여 납 플러그(17)를 형성한 것 이외에는, 실시예와 마찬가지의 면진 지지 장치를 제조하였다.

실시예 1, 2 및 3의 면진 지지 장치(1)와 비교예 1 및 2의 면진 지지 장치 각각의 상판(10)에 하중(W)=801kN을 가한 상태에서, 최대 ±5mm의 수평 변위(전단 변형 10%)를 가지고 상판(10)에 대해 하판(11)에 수평 방향(H)으로 진동(가진 주파수(f)=0.5Hz, 가진 주기(T)=1/f=2sec)을 가한 경우의 수평 변위-수평력(수평 응력)의 이력 특성을 측정한 결과를, 실시예 1에 대해서는 도 4에, 실시예 2에 대해서는 도 5에, 실시예 3에 대해서는 도 6에, 비교예 1에 대해서는 도 7에, 그리고, 비교예 2에 대해서는 도 8에 각각 나타낸다. 도 4부터 도 6에 도시된 이력 특성으로부터 명백한 바와 같이, 실시예 1, 2 및 3의 면진 지지 장치(1)에서는, 안정적인 면진 특성을 얻을 수 있고, 트리거 기능을 가지며, 대진폭의 지진에 대해 바람직하게 대응할 수 있고, 또한, 비교예 1의 면진 지지 장치에서는, 도 7의 화살표로 나타내는 바와 같이 오목부가 생겨 불안정한 면진 특성이 되고, 트리거 기능을 바람직하게 얻을 수 없으며, 비교예 2의 면진 지지 장치에서도, 도 8에 도시된 바와 같이 비교예 1의 면진 지지 장치와 동등한 특성을 나타내고 있는 것을 알 수 있다. 또, 비(Pr/P0)가 5.90 이하 또는 비(Vp/Ve)가 1.07 이하이면, 제조에 있어서 중공부(14)에의 납의 압입이 용이하고, 그만큼 곤란을 수반하지 않는 것이 판명되었다. 또한, 비(Pr/P0)가 5.90을 초과하도록 또는 비(Vp/Ve)가 1.12 이상이 되도록, 중공부(14)에 납을 압입하고자 하였지만, 탄성층(2)의 내주면(15)의 손괴 없이 이를 행하는 것은 곤란한 것도 판명되었다.

1 면진 지지 장치
2 탄성층
3 강성층
4, 5 외주면
6 피복층
7 적층체
8 상단면
9 하단면
10 상판
11 하판
12 하면
13 상면
14 중공부
15 내주면
16 내주면
17 납 플러그

Claims

교대로 적층된 탄성층 및 강성층을 갖는 적층체와, 적층체의 상단면 및 하단면에 장착된 상판 및 하판과, 탄성층 및 강성층과 상판 및 하판으로 둘러싸여 있음과 아울러 상판의 하면으로부터 하판의 상면까지 적층 방향으로 연장된 중공부에 배치된 진동 감쇠체를 구비하고 있음과 아울러 상판에 가해지는 적층 방향의 하중을 적층체 및 진동 감쇠체로 지지하도록 되어 있고, 지지하는 적층 방향의 하중에 기초한 진동 감쇠체로부터의 상판에의 면압(面壓)(Pr)과 그 하중에 기초한 적층체의 하중에 대한 수압면(受壓面)에서의 면압(P0)의 비(Pr/P0)가 1.00 이상(비(Pr/P0)≥1.00)이 되고, 또한, 중공부에 배치된 진동 감쇠체의 부피(Vp)와 진동 감쇠체가 미(未)배치이며 적층체에 적층 방향의 하중이 가해진 상태에서의 중공부의 용적(Ve)의 비(Vp/Ve)가 1.02 이상(비(Vp/Ve)≥1.02)이 되도록 진동 감쇠체가 중공부에 배치되어 있는 면진 지지 장치.
교대로 적층된 탄성층 및 강성층을 갖는 적층체와, 적층체의 상단면 및 하단면에 장착된 상판 및 하판과, 탄성층 및 강성층과 상판 및 하판으로 둘러싸여 있음과 아울러 상판의 하면으로부터 하판의 상면까지 적층 방향으로 연장된 중공부에 상기 탄성층 및 강성층과 상판 및 하판에 대해 간극 없이 배치된 진동 감쇠체를 구비하고 있음과 아울러 상판에 가해지는 적층 방향의 하중을 적층체 및 진동 감쇠체로 지지하도록 되어 있고, 지지하는 적층 방향의 하중에 기초한 진동 감쇠체로부터의 상판에의 면압(Pr)과 그 하중에 기초한 적층체의 하중에 대한 수압면에서의 면압(P0)의 비(Pr/P0)가 1.00 이상(비(Pr/P0)≥1.00)이 되고, 또한, 중공부에 배치된 진동 감쇠체의 부피(Vp)와 진동 감쇠체가 미배치이며 적층체에 적층 방향의 하중이 가해진 상태에서의 중공부의 용적(Ve)의 비(Vp/Ve)가 1.02 이상(비(Vp/Ve)≥1.02)이 되도록 진동 감쇠체가 중공부에 배치되어 있는 면진 지지 장치.
교대로 적층된 탄성층 및 강성층을 갖는 적층체와, 적층체의 상단면 및 하단면에 장착된 상판 및 하판과, 탄성층 및 강성층과 상판 및 하판으로 둘러싸여 있음과 아울러 상판의 하면으로부터 하판의 상면까지 적층 방향으로 연장된 중공부에 배치된 진동 감쇠체를 구비하고 있음과 아울러 상판에 가해지는 적층 방향의 하중을 적층체 및 진동 감쇠체로 지지함과 아울러 하판에 대한 상판의 적층 방향에 직교하는 방향의 진동을 진동 감쇠체의 소성 변형으로 감쇠시키는 한편, 하판의 적층 방향에 직교하는 방향의 진동의 상판에의 전달을 적층체의 전단 탄성 변형으로 억제하도록 되어 있고, 지지하는 적층 방향의 하중에 기초한 진동 감쇠체로부터의 상판에의 면압(Pr)과 그 하중에 기초한 적층체의 하중에 대한 수압면에서의 면압(P0)의 비(Pr/P0)가 1.00 이상(비(Pr/P0)≥1.00)이 되고, 또한, 중공부에 배치된 진동 감쇠체의 부피(Vp)와 진동 감쇠체가 미배치이며 적층체에 적층 방향의 하중이 가해진 상태에서의 중공부의 용적(Ve)의 비(Vp/Ve)가 1.02 이상(비(Vp/Ve)≥1.02)이 되도록 진동 감쇠체가 중공부에 배치되어 있는 면진 지지 장치.
교대로 적층된 탄성층 및 강성층을 갖는 적층체와, 적층체의 상단면 및 하단면에 장착된 상판 및 하판과, 탄성층 및 강성층과 상판 및 하판으로 둘러싸여 있음과 아울러 상판의 하면으로부터 하판의 상면까지 적층 방향으로 연장된 중공부에 상기 탄성층 및 강성층과 상판 및 하판에 대해 간극 없이 배치된 진동 감쇠체를 구비하고 있음과 아울러 상판에 가해지는 적층 방향의 하중을 적층체 및 진동 감쇠체로 지지함과 아울러 하판에 대한 상판의 적층 방향에 직교하는 방향의 진동을 진동 감쇠체의 소성 변형으로 감쇠시키는 한편, 하판의 적층 방향에 직교하는 방향의 진동의 상판에의 전달을 적층체의 전단 탄성 변형으로 억제하도록 되어 있고, 지지하는 적층 방향의 하중에 기초한 진동 감쇠체로부터의 상판에의 면압(Pr)과 그 하중에 기초한 적층체의 하중에 대한 수압면에서의 면압(P0)의 비(Pr/P0)가 1.00 이상(비(Pr/P0)≥1.00)이 되고, 또한, 중공부에 배치된 진동 감쇠체의 부피(Vp)와 진동 감쇠체가 미배치이며 적층체에 적층 방향의 하중이 가해진 상태에서의 중공부의 용적(Ve)의 비(Vp/Ve)가 1.02 이상(비(Vp/Ve)≥1.02)이 되도록 진동 감쇠체가 중공부에 배치되어 있는 면진 지지 장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
비(Pr/P0)가, 1.00을 초과하도록(비(Pr/P0)>1.00) 또는 1.09 이상(비(Pr/P0)≥1.09), 2.02 이상(비(Pr/P0)≥2.02) 혹은 2.50 이상(비(Pr/P0)≥2.50)이 되도록, 진동 감쇠체가 중공부에 배치되어 있는 면진 지지 장치.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
비(Pr/P0)가, 5.90 이하(비(Pr/P0)≤5.90)가 되도록, 진동 감쇠체가 중공부에 배치되어 있는 면진 지지 장치.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
비(Vp/Ve)가, 1.07 이하(비(Vp/Ve)≤1.07)가 되도록, 진동 감쇠체가 중공부에 배치되어 있는 면진 지지 장치.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
진동 감쇠체는, 소성 변형으로 진동 에너지를 흡수하는 감쇠 재료로 이루어지는 면진 지지 장치.
청구항 8에 있어서,
감쇠 재료는, 납, 주석 또는 비납계 저융점 합금으로 이루어지는 면진 지지 장치.
청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
중공부를 규정하는 적층체의 내주면은, 진동 감쇠체가 탄성층에 파고들어, 그 탄성층의 위치에서 오목면으로 되어 있는 면진 지지 장치.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
중공부를 규정하는 적층체의 내주면은, 진동 감쇠체가 탄성층에 파고들어, 강성층의 위치에서 볼록면으로 되어 있는 면진 지지 장치.
청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
적층 방향에서 최상위의 강성층은, 그 상면에서 개구되어 있음과 아울러 중공부의 상부의 지름보다 큰 지름을 가지고 그 중공부의 상부에 연통한 제1 오목부를 가지며, 상판은, 제1 오목부의 지름과 동일한 지름을 가지고 적층 방향에서 제1 오목부에 대면한 제2 오목부를 하면에 가진 상부 플랜지판과, 이 제2 오목부에서 상부 플랜지판에 끼워 장착되어 있는 한편, 제1 오목부에서 최상위의 강성층에 끼워 장착되어 있는 상부 전단 키를 구비하고, 진동 감쇠체의 상단부의 외주면은, 중공부의 상부를 규정하는 최상위의 강성층의 내주면에 간극 없이 접촉되어 있는 면진 지지 장치.
청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
적층 방향에서 최하위의 강성층은, 그 하면에서 개구되어 있음과 아울러 중공부의 하부의 지름보다 큰 지름을 가지고 그 중공부의 하부에 연통한 제3 오목부를 가지며, 하판은, 제3 오목부의 지름과 동일한 지름을 가지고 적층 방향에서 제3 오목부에 대면한 제4 오목부를 상면에 가진 하부 플랜지판과, 이 제4 오목부에서 하부 플랜지판에 끼워 장착되어 있는 한편, 제3 오목부에서 최하위의 강성층에 끼워 장착되어 있는 하부 전단 키를 구비하고, 진동 감쇠체의 하단부의 외주면은, 중공부의 하부를 규정하는 최하위의 강성층의 내주면에 간극 없이 접촉되어 있는 면진 지지 장치.
청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
강성층은, 적층체에서의 그 각 단면측에 각각 배치된 두꺼운(厚肉) 강성판(剛性板)을 구비하며, 진동 감쇠체의 일단부는, 한쪽의 두꺼운 강성판의 내주면에 의해 규정된 중공부의 일단부에 밀하게 배치되어 있고, 진동 감쇠체의 타단부는, 다른 쪽의 두꺼운 강성판의 내주면에 의해 규정된 중공부의 타단부에 밀하게 배치되어 있는 면진 지지 장치.